JP2010102904A - Separator for fuel cell, and fuel cell formed using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は燃料電池用セパレータ及びこれを用いて形成された燃料電池に関し、特にガス拡散性と排水性を向上させた燃料電池用セパレータ及びこれを用いて形成された燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell separator and a fuel cell formed using the same, and more particularly to a fuel cell separator having improved gas diffusibility and drainage and a fuel cell formed using the same.
燃料電池としては、電解質膜の両面に電極触媒層およびガス拡散層を有する膜電極構造体を配置し、これを反応ガスの流路を有する一対のセパレータで挟持してなる単セルを複数組み合わせたものが知られている。 As a fuel cell, a membrane electrode structure having an electrode catalyst layer and a gas diffusion layer is disposed on both surfaces of an electrolyte membrane, and a plurality of single cells obtained by sandwiching the membrane electrode structure with a pair of separators having a reaction gas flow path are combined. Things are known.
かかる燃料電池において電気化学反応が進行する際には、一方の電極において水が生じ、発生した水は電極から拡散層、そしてセパレータに形成された流路を通過して燃料電池の外部に排出される。また、現在検討されている多くの固体高分子電解質膜は水の存在下でプロトン伝導性を発現する材料から構成されていることから、電解質膜を湿潤状態に保つ必要があり、よって燃料電池に供給するガスを加湿する場合がある。 When an electrochemical reaction proceeds in such a fuel cell, water is generated in one of the electrodes, and the generated water is discharged from the electrode to the outside of the fuel cell through a passage formed in the diffusion layer and the separator. The In addition, since many solid polymer electrolyte membranes currently under study are composed of a material that exhibits proton conductivity in the presence of water, it is necessary to keep the electrolyte membrane in a wet state. The supplied gas may be humidified.
このように燃料電池内では水分の存在は不可欠であるものの、継続的に水が生成し、この水が燃料電池の電池特性に悪影響を与えることから、外部からの水の添加・内部で生成した水の排出を適正に制御することが望まれている。 As described above, although the presence of moisture is indispensable in the fuel cell, water is continuously generated, and this water adversely affects the cell characteristics of the fuel cell. It is desirable to properly control water discharge.
そして従来、燃料電池用セパレータ表面の水濡れ性を制御する方法としては表面に親水化膜若しくは疎水化膜を形成する方法が提案されている。 Conventionally, as a method for controlling the water wettability on the surface of the fuel cell separator, a method of forming a hydrophilized film or a hydrophobized film on the surface has been proposed.
例えば、ガス流路溝の親水性を向上させる技術として、特許文献１（特開２００６−１０７９８９号公報）が提案されている。この特許文献１では、樹脂と導電性フィラーとを混合した後、成形し、次いで成形体の表面にブラスト処理を施す燃料電池用セパレータの製造方法が提案されており、ガス流路溝の内面に対してショットブラスト処理を施すことにより、燃料電池用セパレータとしての導電性や機械特性等には何ら影響を与えることなく、良好な親水性を付与することができものとして記載されている。 For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-107989) has been proposed as a technique for improving the hydrophilicity of a gas channel groove. In this Patent Document 1, a method for manufacturing a fuel cell separator is proposed in which a resin and a conductive filler are mixed, molded, and then subjected to blasting on the surface of the molded body. On the other hand, it is described that by performing shot blasting treatment, good hydrophilicity can be imparted without affecting the conductivity, mechanical properties, etc. as a fuel cell separator.
また、セパレータに形成されたガス流路の溝の形状により、流路閉塞やフラッディングを防止する技術も提案されている。例えば特許文献２（特開２００７−１８８６４２号公報）では、アノードガスとカソードガスとを分離するセパレータと固体高分子形電解質膜とを有する燃料電池において、前記セパレータは、アノードガス又はカソードガスが流れる溝からなるガス流路を有し、前記溝の断面の形状が、溝深さＡと溝幅Ｂにより規定され、Ａ／２≦Ｂ≦Ａとすることにより、水滴が生じても、電極に達する前にセルから排出させるか、水滴をセパレータのガス流路から速やかに排出できると記載されている。 In addition, there has been proposed a technique for preventing the passage from being blocked or flooded by the shape of the groove of the gas passage formed in the separator. For example, in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-188642), in a fuel cell having a separator for separating anode gas and cathode gas and a solid polymer electrolyte membrane, anode gas or cathode gas flows through the separator. Even if water droplets are generated by having a gas flow path composed of a groove, and the cross-sectional shape of the groove is defined by a groove depth A and a groove width B, and A / 2 ≦ B ≦ A, It is described that it can be discharged from the cell before reaching, or water droplets can be discharged quickly from the gas flow path of the separator.
さらに、構造的な特徴により、ガス拡散電極の表面に発生する凝縮水を排出する燃料電池用セパレータとして、特許文献３（特開２００８−１４６８９７号公報）が提案されている。この特許文献３では、水素イオン伝導性を有する固体高分子電解質膜を一対のガス拡散電極で挟んでなる電解質膜−電極接合体に当接して設けられ、ガスを流通させるためのガス流路溝がガス拡散電極と対向する側の面に形成されており、その前記ガス流路溝の底壁には、ガス拡散電極側に向かって延びる凸部が設けられており、この凸部は、ガス拡散電極よりも高い親水性を有する燃料電池用セパレータが提案されている。
上述の如く、ガス流路内には凝結水分や反応によって生成された水分が液体の状態で存在することになり、これがガス流路を閉塞するなど、燃料電池の電池特性に悪影響を与えることになる。 As described above, condensed moisture and moisture generated by the reaction are present in a liquid state in the gas flow path, which adversely affects the cell characteristics of the fuel cell, such as blocking the gas flow path. Become.
そこで本発明は、第一に、セパレータにおけるガス流路に存在する水を効率的に排出できる燃料電池用セパレータ、および燃料電池を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the separator for fuel cells which can discharge | emit efficiently the water which exists in the gas flow path in a separator, and a fuel cell.
また反応ガス（燃料ガスおよび酸素ガス）の拡散性を高めて、電気化学反応を効率的に行うためには、ガス流路の開口を大きくして供給するガスの流速を抑えることが望ましい。 In order to increase the diffusibility of the reaction gas (fuel gas and oxygen gas) and perform the electrochemical reaction efficiently, it is desirable to increase the opening of the gas flow path to suppress the flow rate of the supplied gas.
そこで本発明では、第二に、反応ガスの拡散性を高めながらも、ガス流路内における水の移動を円滑に行うことができる燃料電池用セパレータ、および燃料電池を提供することを課題とする。 Therefore, a second object of the present invention is to provide a fuel cell separator and a fuel cell that can smoothly move water in the gas flow path while increasing the diffusibility of the reaction gas. .
上記課題の少なくとも何れかを解決するべく、本発明者らは毛細管現象を利用してガス流路内の水を排出できる構造とした燃料電池用セパレータ、およびこれを用いた燃料電池を提供する。 In order to solve at least one of the above problems, the present inventors provide a fuel cell separator having a structure capable of discharging water in a gas flow path using a capillary phenomenon, and a fuel cell using the same.
即ち本発明では、基板の表面にガス流路が形成されている燃料電池用のセパレータであって、当該ガス流路における壁面及び底面の少なくとも何れかの面が多段形状に形成されている、燃料電池用セパレータを提供する。 That is, in the present invention, a fuel cell separator in which a gas flow path is formed on the surface of a substrate, wherein at least one of a wall surface and a bottom surface of the gas flow path is formed in a multistage shape. A battery separator is provided.
特に、ガス流路における少なくとも何れか一方の壁面を、底面に向かって幅が狭まるように多段に形成することにより、当該ガス流路における開口面積は大きく、底面側においては幅が狭くなることから、毛細管現象による水の排出効果を得ることができる。またガス流路における底面を多段形状に形成することにより、当該ガス流路の幅を部分的に狭める事もできる。但し、ガス流路における少なくとも何れか一方の壁面を多段形状に形成した結果、ガス流路における底面が多段形状になることから、両者を明確に区別する必要性は乏しい。 In particular, since at least one of the wall surfaces of the gas flow path is formed in multiple stages so that the width is narrowed toward the bottom surface, the opening area in the gas flow path is large and the width is narrowed on the bottom surface side. In addition, it is possible to obtain a water discharging effect by capillary action. Further, by forming the bottom surface of the gas flow path in a multi-stage shape, the width of the gas flow path can be partially reduced. However, as a result of forming at least one of the wall surfaces in the gas flow path in a multi-stage shape, the bottom surface in the gas flow path has a multi-stage shape, so there is little need to clearly distinguish both.
またガス流路における壁面及び底面の少なくとも何れかの面を多段形状に形成するには、溝内に溝を形成することによっても実現することができる。よって本発明では、前記課題の少なくとも何れかを解決するために、基板の表面にガス流路が形成されている燃料電池用のセパレータであって、当該ガス流路は、基板の表面から窪んでいる第一溝と、当該第一溝内に設けられた１つ又は２つ以上の第二溝とからなる、燃料電池用セパレータを提供する。 In addition, at least one of the wall surface and the bottom surface of the gas flow path can be formed in a multistage shape by forming a groove in the groove. Therefore, in order to solve at least one of the above problems, the present invention provides a separator for a fuel cell in which a gas flow path is formed on the surface of a substrate, and the gas flow path is recessed from the surface of the substrate. There is provided a fuel cell separator including a first groove and one or more second grooves provided in the first groove.
上記燃料電池用のセパレータとしては、より具体的には、水素イオン伝導性を有する固体高分子電解質膜を一対のガス拡散電極で挟んでなる電解質膜−電極接合体に当接して設けられており、前記ガス拡散電極と対向する側の面に、ガスを流通させるためのガス流路溝が形成された燃料電池用セパレータが該当し、このようなセパレータで本発明を実施することができる。 More specifically, the fuel cell separator is provided in contact with an electrolyte membrane-electrode assembly in which a solid polymer electrolyte membrane having hydrogen ion conductivity is sandwiched between a pair of gas diffusion electrodes. A separator for a fuel cell in which a gas flow channel groove for allowing a gas to flow is formed on the surface facing the gas diffusion electrode, and the present invention can be implemented with such a separator.
また、前記第一溝は、電極の外側に存在する拡散層に接して配置される基板の表面から窪んでいる溝であり、従前の技術におけるガスを流通させる為の溝が該当する。そしてこの第一溝は、多くの場合、その断面形状は正方形又は矩形に形成される。特に本発明においては、この第一溝内において、更に凹んでいる１つ又は２つ以上の第二溝を形成することを特徴としている。 The first groove is a groove that is recessed from the surface of the substrate that is disposed in contact with the diffusion layer existing outside the electrode, and corresponds to a groove for allowing a gas to flow in the conventional technique. In many cases, the first groove has a square or rectangular cross-sectional shape. In particular, the present invention is characterized in that one or two or more second grooves that are further recessed are formed in the first groove.
本発明において、第一溝内に、当該第一溝よりも幅を狭く形成した第二溝を形成することにより、第一溝では十分な開口面積を確保しながらも、第二溝の存在により深い溝を形成することができる。即ち本発明におけるセパレータでは、開口面積が大きく、断面積を抑えながらも、十分な親水性を確保したガス流路とすることができる。 In the present invention, the second groove having a narrower width than the first groove is formed in the first groove, thereby ensuring a sufficient opening area in the first groove, but also by the presence of the second groove. Deep grooves can be formed. In other words, the separator according to the present invention has a large opening area and can provide a gas flow path with sufficient hydrophilicity while suppressing the cross-sectional area.
更に、第一溝内に第二溝を形成するといった構造であることから、金型を用いて成型する場合にも離型などの点において有利である。即ち、金型成形で緻密な形状を成形する場合、凸状部分を形成するよりも凹上部分を形成する方が精度、および歩留まりにおいて有利な為である。 Furthermore, since the second groove is formed in the first groove, it is advantageous in terms of mold release even when molding using a mold. That is, when a dense shape is formed by molding, it is more advantageous in terms of accuracy and yield to form the concave upper portion than to form the convex portion.
そして本発明にかかる燃料電池用セパレータでは、第一溝内に第二溝を形成して、ガス流路全体における深さを十分に確保していることから、当該第一溝の幅は、その深さと同じかそれ以上に形成することができる。 In the fuel cell separator according to the present invention, since the second groove is formed in the first groove to ensure a sufficient depth in the entire gas flow path, the width of the first groove is It can be formed at the same depth or more.
また、前記第一溝内に形成される第二溝は、当該第一溝と同じ向きに延びる直線状に形成する他、当該第一溝内を曲折して凹んでいる溝として形成することもできる。更に、当該第二溝は、第一溝内に連続する溝として形成する他、当該第一溝内を断続的に凹ませた溝として形成することもできる。これら第二溝の形状に関しては、製造しやすさや、吸水性（親水性）を考慮した上で、適宜選択することができる。 Further, the second groove formed in the first groove is formed in a linear shape extending in the same direction as the first groove, or may be formed as a groove that is bent and recessed in the first groove. it can. Further, the second groove can be formed as a groove that is intermittently recessed in the first groove, in addition to being formed as a continuous groove in the first groove. The shape of these second grooves can be appropriately selected in consideration of ease of production and water absorption (hydrophilicity).
また前記第二溝は、第一溝内であれば、その側壁面または底面の何れの面に形成してもよい。第二溝を第一溝の側面に形成する場合には、当該ガス流路の断面形状は「Ｌ」字状または横向き「凸」字状に形成される。特に当該セパレータを金型成形によって製造する場合には、第一溝の底面に形成することが望ましい。成型しやすさを向上させる為である。 The second groove may be formed on either the side wall surface or the bottom surface within the first groove. When the second groove is formed on the side surface of the first groove, the cross-sectional shape of the gas channel is formed in an “L” shape or a laterally “convex” shape. In particular, when the separator is manufactured by molding, it is desirable to form it on the bottom surface of the first groove. This is to improve the ease of molding.
さらに本発明における燃料電池用セパレータにおいて、前記第二溝は、その延伸方向に交差（望ましくは直交）する向きの断面積が０．１ｍｍ２以下、望ましくは０．０４ｍｍ２以上、０．０８ｍｍ２以下に形成されることが望ましい。当該燃料電池用セパレータに形成される溝の親水性を顕著に高める為には、当該第二溝の断面積を０．０４ｍｍ２以上にすれば良く、０．１ｍｍ２を越えたとしても顕著な親水性の向上効果は見られないためである。 In the fuel cell separator in still present invention, the second groove, the cross-sectional area of the orientation thereof crossing the extending direction (preferably perpendicular) is 0.1 mm 2 or less, preferably 0.04 mm 2 or more, 0.08 mm 2 It is desirable to form the following. In order to remarkably increase the hydrophilicity of the groove formed in the fuel cell separator, the cross-sectional area of the second groove may be 0.04 mm 2 or more, and even if it exceeds 0.1 mm 2 , it is remarkable. This is because the effect of improving hydrophilicity is not observed.
更にこの第二溝は、その溝幅が０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下である事が望ましい。当該第二溝は狭いほど親水性は高まることから、１ｍｍを越えない事が望ましく、一方で０．２ｍｍ未満であると成型が困難な為である。 Further, the second groove preferably has a groove width of 0.2 mm or more and 1 mm or less, particularly 0.3 mm or more and 0.7 mm or less. The narrower the second groove, the higher the hydrophilicity. Therefore, it is desirable not to exceed 1 mm. On the other hand, if it is less than 0.2 mm, molding is difficult.
更に、本発明では、前記課題の少なくとも何れかを解決する為に、ガス流路内に突起を形成することで、毛細管現象を利用し、ガス流路内における水の排出効率を高めた燃料電池用セパレータを提供する。 Furthermore, in the present invention, in order to solve at least one of the above-described problems, a fuel cell is provided in which protrusions are formed in the gas flow path, thereby utilizing the capillary phenomenon and improving the water discharge efficiency in the gas flow path. A separator is provided.
即ち、基板の表面にガス流路が形成されている燃料電池用のセパレータであって、当該ガス流路を構成する溝の底面に、当該溝の底面から上方に向かって延びる１つ又は２つ以上の突条を形成することにより、当該溝内の底面側に第二溝を区画した燃料電池用セパレータである。 That is, a separator for a fuel cell in which a gas channel is formed on the surface of a substrate, and one or two that extend upward from the bottom surface of the groove on the bottom surface of the groove constituting the gas channel. By forming the above protrusions, the fuel cell separator has a second groove defined on the bottom surface side in the groove.
かかる実施態様における燃料電池用セパレータでは、ガス流路となる溝の底面に、突起して立ち上がる壁状の突条を形成し、この突条と溝の壁面との間の空間により毛細管現象を発現させて、ガス流路内における水の排出効率を高めることができる。即ち、底面に形成した突条間および／または突条と溝の壁面との間に溝を形し、これを前記した第二溝とするものである。 In the fuel cell separator according to such an embodiment, a wall-shaped protrusion that protrudes and rises is formed on the bottom surface of the groove serving as the gas flow path, and a capillary phenomenon is expressed by the space between the protrusion and the wall surface of the groove. Thus, the water discharge efficiency in the gas flow path can be increased. That is, a groove is formed between the protrusions formed on the bottom surface and / or between the protrusions and the wall surface of the groove, and this is used as the second groove described above.
而して、本発明における燃料電池用セパレータでは、基板の表面に形成されるガス流路に、毛細管現象を生じさせる空間を確保することを特徴とする。かかる毛細管現象を生じさせる空間は、基板表面におけるガス流路の開口幅よりも狭い幅で、当該ガス流路内に開口している空間領域として規定することができる。そして、この毛細管現象を生じさせる空間は、その幅以上に深さ（即ち底面からの高さ）が深いことが望ましい。 Thus, the fuel cell separator according to the present invention is characterized in that a space for causing capillary action is secured in the gas flow path formed on the surface of the substrate. A space that causes such capillary action can be defined as a space region that is narrower than the opening width of the gas flow channel on the substrate surface and is open in the gas flow channel. And it is desirable that the space in which the capillary phenomenon is generated has a depth (that is, a height from the bottom surface) deeper than the width.
上記本発明にかかる燃料電池用セパレータにおいて、ガス流路内に親水化処理を実施することもできる。例えば、当該ガス流路内にブラスト処理や、赤外線、紫外線その他のエネルギー線を照射して親水化処理を行うことができる。特にエネルギー線を照射することにより親水化処理を実施した場合には、前記第一溝の底面や第二溝の底面など、ガス流路における底面に親水化処理が施されることになる。よって、この場合には、前記燃料電池用セパレータにおいて、ガス流路を形成する溝の底面に親水化加工が施された燃料電池用セパレータが提供される。かかる燃料電池用セパレータは、成形後に親水化処理を実施するだけで、毛細管現象および親水化処理の相乗的な作用により、当該ガス流路内の水を効果的に排出することができる。特に、このガス流路内への親水化処理は、前記した第二溝内だけであっても良く、第一溝および第二溝の全体であっても良い。 In the fuel cell separator according to the present invention, a hydrophilization treatment can be performed in the gas flow path. For example, the gas flow path can be subjected to a blasting treatment, or an irradiation with infrared rays, ultraviolet rays or other energy rays to perform a hydrophilic treatment. In particular, when the hydrophilization treatment is performed by irradiating energy rays, the hydrophilization treatment is performed on the bottom surface in the gas flow path such as the bottom surface of the first groove and the bottom surface of the second groove. Therefore, in this case, in the fuel cell separator, a fuel cell separator is provided in which a bottom surface of a groove forming a gas flow path is subjected to a hydrophilization process. Such a separator for a fuel cell can effectively discharge water in the gas flow path by a synergistic action of capillary action and hydrophilization simply by performing hydrophilization after molding. In particular, the hydrophilization treatment into the gas flow path may be performed only in the second groove described above, or the entire first groove and second groove.
そして本発明では、前記課題の少なくとも何れかを解決する為に、上記本発明にかかる燃料電池用セパレータを用いて形成された燃料電池を提供する。 In order to solve at least one of the above problems, the present invention provides a fuel cell formed using the fuel cell separator according to the present invention.
即ち、電解質層と、前記電解質層上に形成された電極と、前記電解質層および前記電極と共に積層されて前記電極との間で電気化学反応に供される反応ガスが流れるガス流路を形成するセパレータとからなり、当該セパレータとして前記した本発明にかかる燃料電池用セパレータが使用されている燃料電池である。 That is, an electrolyte layer, an electrode formed on the electrolyte layer, and a gas flow path that is laminated together with the electrolyte layer and the electrode and through which a reaction gas used for an electrochemical reaction flows are formed between the electrode and the electrode. The fuel cell uses the separator for a fuel cell according to the present invention as the separator.
かかる燃料電池によれば、ガス流路内を液状の水が閉塞すること等が無くなり、またガス流路内におけるガスの移動速度を抑えることができることから、ガス拡散性を大幅に向上させることができる。更に、ガス流路内の親水性も向上していることから、排水性を向上させた燃料電池となる。 According to such a fuel cell, liquid water is not blocked in the gas flow path, and the gas moving speed in the gas flow path can be suppressed, so that the gas diffusibility can be greatly improved. it can. Furthermore, since the hydrophilicity in the gas flow path is also improved, the fuel cell has improved drainage.
以下、図面に基づいて、本発明にかかる燃料電池用セパレータおよび燃料電池の好ましい実施の形態を説明する。図１は燃料電池の略図、図２は燃料電池における単セルの分解図、図３は燃料電池用セパレータの燃料極側の面を示す平面図、図４は燃料電池用セパレータの酸素極側の面を示す平面図、図５は燃料電池用セパレータの溝形状を示す要部拡大断面図、図６はその他の実施形態における溝形状を示す要部拡大断面図、図７は実施例における燃料電池用セパレータの溝形状を示す要部拡大断面図、図８〜１０は実施例の結果をそれぞれ示すグラフである。 Hereinafter, preferred embodiments of a fuel cell separator and a fuel cell according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a schematic diagram of a fuel cell, FIG. 2 is an exploded view of a single cell in the fuel cell, FIG. 3 is a plan view showing a surface of the fuel cell separator on the fuel electrode side, and FIG. 4 is an oxygen electrode side of the fuel cell separator. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the groove shape of the fuel cell separator, FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the groove shape in other embodiments, and FIG. 7 is the fuel cell in the example. The principal part expanded sectional view which shows the groove | channel shape of a separator for an object, FIGS. 8-10 is a graph which shows the result of an Example, respectively.
図１は固体高分子形燃料電池における燃料電池本体（スタック）４０を示す略図であり、この燃料電池本体４０は、図２に示す単位セル５０と呼ばれる最小単位ユニットを、複数組み合わせて形成されている。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a fuel cell main body (stack) 40 in a polymer electrolyte fuel cell. The fuel cell main body 40 is formed by combining a plurality of minimum unit units called unit cells 50 shown in FIG. Yes.
本実施の形態における単位セル５０は、中央に電解質膜５１を配置し、その一方の面に白金などの触媒を付した電極を配置してこれを燃料極５２とし、この燃料極の外側に、ガスを膜上に均一に拡散させるための拡散層５３を設けている。この拡散層５３は、カーボンクロスやカーボンペーパ等で形成することができる。そして、この拡散層５３の外側には、導電性を有する板状の燃料電池用セパレータ１を配置している。同じように、電解質膜の他方の面には、酸素極５４、拡散層５５、燃料電池用セパレータ３を、この順序で配置している。 In the unit cell 50 in the present embodiment, an electrolyte membrane 51 is disposed at the center, an electrode with a catalyst such as platinum is disposed on one surface thereof, and this is used as a fuel electrode 52, outside the fuel electrode, A diffusion layer 53 is provided for uniformly diffusing the gas on the film. The diffusion layer 53 can be formed of carbon cloth, carbon paper, or the like. Further, a plate-like fuel cell separator 1 having conductivity is disposed outside the diffusion layer 53. Similarly, the oxygen electrode 54, the diffusion layer 55, and the fuel cell separator 3 are arranged in this order on the other surface of the electrolyte membrane.
燃料電池用セパレータ（燃料極側の燃料電池用セパレータ１と酸素極側の燃料電池用セパレータ３）は、炭素粉末と熱硬化性樹脂の複合材料からなり、この熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等の１種又は２種以上の樹脂を使用することができる。 A fuel cell separator (a fuel cell separator 1 on the fuel electrode side and a fuel cell separator 3 on the oxygen electrode side) is made of a composite material of carbon powder and a thermosetting resin. Examples of the thermosetting resin include epoxy. One or more resins such as a resin, a polyester resin, a silicone resin, a melamine resin, and a phenol resin can be used.
次に図３及び４を参照しながら、本実施の形態にかかる燃料電池用セパレータの全体構造を説明する。先ず、図３に示す燃料極側の燃料電池用セパレータ１における一方の片面には、燃料電池における燃料極にて燃料ガス（反応ガスの１つ）を流すための蛇行状（サーペンタイン状）の燃料ガス流路５が形成されている。また、図４に示す酸素極側の燃料電池用セパレータ３の一方の片面には、燃料電池における酸素極側に酸素ガス（反応ガスの１つ）を流すための蛇行状（サーペンタイン状）の酸素ガス流路７が形成されている。そして燃料極側の燃料電池用セパレータ１の他方の面及び酸素極側の燃料電池用セパレータ３の他方の面には、冷却水を流すための冷却水流路溝（図示省略）がそれぞれ形成されている。 Next, the overall structure of the fuel cell separator according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, on one surface of the fuel cell separator 1 on the fuel electrode side shown in FIG. 3, a meandering (serpentine) fuel for flowing a fuel gas (one of the reaction gases) at the fuel electrode in the fuel cell. A gas flow path 5 is formed. Also, on one surface of the fuel cell separator 3 on the oxygen electrode side shown in FIG. 4, meandering (serpentine) oxygen for flowing oxygen gas (one of the reaction gases) to the oxygen electrode side of the fuel cell A gas flow path 7 is formed. A cooling water channel groove (not shown) for flowing cooling water is formed on the other surface of the fuel cell separator 1 on the fuel electrode side and on the other surface of the fuel cell separator 3 on the oxygen electrode side. Yes.
矩形に形成されている燃料極側の燃料電池用セパレータ１のコーナー部分（図３中における上部右側）には、燃料ガス流路５に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給マニホールド（燃料ガス供給貫通孔）９が形成されている。そしてこの燃料ガス供給マニホールド９が形成されたコーナー部分と対角となるコーナー部分（図３中における下部左側）には、燃料ガス流路５から燃料ガスを排出するための燃料ガス排出マニホールド（燃料ガス排出貫通孔）１１が形成されている。同様に、酸素極側の燃料電池用セパレータ３のコーナー部分（図４中における上部左側）には、燃料ガス流路５に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給マニホールド（燃料ガス供給貫通孔）１３が形成されており、この燃料ガス供給マニホールド１３が形成されたコーナー部分と対角となるコーナー部分（図４中における下部右側）には、燃料ガス流路５から燃料ガスを排出するための燃料ガス排出マニホールド（燃料ガス排出貫通孔）１５が形成されている。 A fuel gas supply manifold (fuel gas supply) for supplying fuel gas to the fuel gas passage 5 is provided at a corner portion (upper right side in FIG. 3) of the fuel cell separator 1 on the fuel electrode side formed in a rectangular shape. A through-hole) 9 is formed. A fuel gas discharge manifold (fuel) for discharging fuel gas from the fuel gas flow path 5 is provided at a corner portion (lower left side in FIG. 3) opposite to the corner portion where the fuel gas supply manifold 9 is formed. Gas discharge through hole) 11 is formed. Similarly, a fuel gas supply manifold (fuel gas supply through hole) for supplying fuel gas to the fuel gas passage 5 is provided at the corner portion (upper left side in FIG. 4) of the fuel cell separator 3 on the oxygen electrode side. 13 is formed, and a corner portion (lower right side in FIG. 4) that is opposite to the corner portion where the fuel gas supply manifold 13 is formed is for discharging the fuel gas from the fuel gas flow path 5. A fuel gas discharge manifold (fuel gas discharge through hole) 15 is formed.
また燃料極側の燃料電池用セパレータ１の燃料ガス供給マニホールド９が形成されている側の幅方向中央（図３における上部中央）には、冷却水流路溝に冷却水を供給するための冷却水供給マニホールド（冷却水供給貫通孔）２５が形成されており、排出マニホールド１１が形成されている側の幅方向中央（図３における下部中央）には、冷却水流路溝から冷却水を排出するための冷却水排出マニホールド（冷却水排出貫通孔）２７が形成されている。同様に、酸素側の燃料電池用セパレータ１の燃料ガス供給マニホールド１３が形成されている側の幅方向中央（図４における上部中央）には、冷却水流路溝に冷却水を供給するための冷却水供給マニホールド（冷却水供給貫通孔）２９が形成されており、燃料ガス排出マニホールド（燃料ガス排出貫通孔）１５が形成されている側の幅方向中央（図４における下部中央）には、冷却水流路溝から冷却水を排出するための冷却水排出マニホールド（冷却水排出貫通孔）３１が形成されている。 Further, at the center in the width direction (upper center in FIG. 3) on the side where the fuel gas supply manifold 9 of the fuel cell separator 1 on the fuel electrode side is formed, cooling water for supplying cooling water to the cooling water channel groove. A supply manifold (cooling water supply through hole) 25 is formed, and the cooling water is discharged from the cooling water passage groove at the center in the width direction (lower center in FIG. 3) on the side where the discharge manifold 11 is formed. The cooling water discharge manifold (cooling water discharge through hole) 27 is formed. Similarly, at the center in the width direction (upper center in FIG. 4) on the side where the fuel gas supply manifold 13 of the fuel cell separator 1 on the oxygen side is formed, cooling for supplying cooling water to the cooling water channel groove. A water supply manifold (cooling water supply through hole) 29 is formed, and at the center in the width direction (lower center in FIG. 4) on the side where the fuel gas discharge manifold (fuel gas discharge through hole) 15 is formed, cooling is performed. A cooling water discharge manifold (cooling water discharge through hole) 31 for discharging the cooling water from the water flow channel is formed.
図５は本実施の形態における燃料電池用セパレータ（燃料極側の燃料電池用セパレータ１と酸素極側の燃料電池用セパレータ３）に形成されているガス流路６０（燃料ガス流路５および酸素ガス流路７）の、当該流路の延伸方向に交差する向きの断面形状を示している。この図に示すように、本実施の形態にかかるガス流路６０は、溝内に溝を形成した構造となっている。即ち、基板の表面（拡散層に対向する面）６５から直接窪んでいる第一溝６１の底面に、当該底面から更に窪んでいる第二溝６２を形成している。特に、このような形態に形成したガス流路６０においては、第二溝６２の幅Ｗ２は第一溝６１の幅Ｗ１よりも狭い（幅の値が小さい）ことが望ましい。 FIG. 5 shows a gas flow path 60 (the fuel gas flow path 5 and oxygen gas) formed in the fuel cell separator (the fuel cell separator 1 on the fuel electrode side and the fuel cell separator 3 on the oxygen electrode side) in the present embodiment. The cross-sectional shape of the gas flow path 7) in the direction intersecting with the extending direction of the flow path is shown. As shown in this figure, the gas flow path 60 according to the present embodiment has a structure in which grooves are formed in the grooves. That is, a second groove 62 further recessed from the bottom surface is formed on the bottom surface of the first groove 61 directly recessed from the surface (surface facing the diffusion layer) 65 of the substrate. In particular, in the gas flow path 60 formed in such a form, it is desirable that the width W2 of the second groove 62 is narrower (the width value is smaller) than the width W1 of the first groove 61.
そして図５に示すように第一溝６１の底面に第二溝６２を形成した場合には、第一溝６１の深さＤ１と第二溝６２の深さＤ２とは、第一溝６１の溝幅や溝間隔等に応じて適宜調整することができるが、第二溝６２の深さＤ２が深い（深さの値が大きい）ことが望ましい。第二溝６２は第一溝６１よりも狭い幅で形成されていることから、当該第二溝６２の深さを深くすることにより、毛細管現象に基づく親水性の付与を一層顕著にすることができるためである。 When the second groove 62 is formed on the bottom surface of the first groove 61 as shown in FIG. 5, the depth D1 of the first groove 61 and the depth D2 of the second groove 62 are the same as those of the first groove 61. Although it can be appropriately adjusted according to the groove width, groove interval, and the like, it is desirable that the depth D2 of the second groove 62 is deep (the depth value is large). Since the second groove 62 is formed with a width narrower than that of the first groove 61, the hydrophilicity based on the capillary phenomenon can be made more remarkable by increasing the depth of the second groove 62. This is because it can.
この図５に示す第一溝６１と第二溝６２は、共に側面が底面から直立状に立ち上がっている形態を示しているが、両者は必ずしも直角に交わっている必要は無く、底面から湾曲しながら側面が立ち上がっていても良い。この場合、第一溝６１はＵ字溝に形成され、その底面に第二溝６２がＵ字溝として形成されることになる。また、この第二溝６２は必ずしも、その溝の延伸方向に直行する向きの断面形状が四角形である必要はなく、その他にも、短辺が上向き又は下向きの台形、ひし形、三角形その他の多角形、或いは円形、楕円形、半円形に形成することもできる。 Both the first groove 61 and the second groove 62 shown in FIG. 5 show a form in which the side surfaces rise upright from the bottom surface, but the two do not necessarily intersect at right angles, and are curved from the bottom surface. However, the side may stand up. In this case, the first groove 61 is formed as a U-shaped groove, and the second groove 62 is formed as a U-shaped groove on the bottom surface thereof. The second groove 62 does not necessarily have a quadrangular cross-sectional shape in a direction perpendicular to the extending direction of the groove. In addition, a trapezoid, a rhombus, a triangle, and other polygons whose short sides are upward or downward. Alternatively, it can be formed in a circular, elliptical, or semicircular shape.
更に、この第二溝６２は第一溝６１の底面の幅方向中央に形成する他、幅方向に偏在させたり、或いは第一溝６１の側壁寄りに形成することができ、更に第一溝６１内に１つ、或いは２つ以上形成することもできる。以下、図６を参照しながら、本発明における燃料電池用セパレータ（燃料極側の燃料電池用セパレータ１と酸素極側の燃料電池用セパレータ３）に形成し得るガス流路（燃料ガス流路５および酸素ガス流路７）６０の他の実施形態を例示する。 Further, the second groove 62 can be formed in the center of the bottom surface of the first groove 61 in the width direction, can be unevenly distributed in the width direction, or can be formed near the side wall of the first groove 61. One or two or more may be formed in the inside. Hereinafter, with reference to FIG. 6, a gas flow path (fuel gas flow path 5) that can be formed in the fuel cell separator (the fuel cell separator 1 on the fuel electrode side and the fuel cell separator 3 on the oxygen electrode side) in the present invention. And another embodiment of the oxygen gas flow path 7) 60 is illustrated.
図６（Ａ）は、第一溝６１ａの幅方向の何れか一方寄りに第二溝６２ａを形成した態様を示しており、この実施形態において、第一溝６１ａの何れかの側面は、第二溝６２ａの何れかの側面と共通している。即ち、この実施形態におけるガス流路６０ａは、横向き「Ｌ」字状に形成されている。その結果、第一溝の底面と第二溝の側面とで構成されるコーナー部分は一箇所にすることができ、成型上有利な形状になる。 FIG. 6A shows a mode in which the second groove 62a is formed on either side in the width direction of the first groove 61a. In this embodiment, any side surface of the first groove 61a is This is common to any side surface of the two grooves 62a. That is, the gas flow path 60a in this embodiment is formed in a lateral “L” shape. As a result, the corner portion constituted by the bottom surface of the first groove and the side surface of the second groove can be formed in one place, which is an advantageous shape in terms of molding.
図６（Ｂ）は、第一溝６１ｂの側面に第二溝６２ｂを横向きに形成し、ガス流路６０ｂ全体の断面形状が略「Ｌ」字状に形成されている実施の形態を示している。即ち、本発明において、第一溝６１ｂと第二溝６２ｂとで構成されるガス流路６０ｂが、深く、かつ狭い幅に形成されている領域が存在すれば良いことから、第二溝６２ｂは必ずしも第一溝６２ｂの底面に形成される必要は無い。また、第一溝６１ｂの側面に形成される第二溝６２ｂは、必ずしも第一溝６１ｂの底面から横向きに形成される必要は無く、第一溝６１ｂの側面の中央近傍から横向きに形成することができる。即ち、当該ガス流路６０ｂの断面形状を横向き略「凸」字状に形成することもできる。なお、この図６（Ｂ）に示すように、第一溝６１ｂの側面に第二溝６２ｂを横向きに形成した場合には、当該溝（即ちガス流路６０ｂ）における幅方向中央の中心線の長さがガス流路の深さ（ＤＦ）に相当する。 FIG. 6B shows an embodiment in which the second groove 62b is formed laterally on the side surface of the first groove 61b, and the overall cross-sectional shape of the gas channel 60b is formed in a substantially “L” shape. Yes. That is, in the present invention, the gas channel 60b formed by the first groove 61b and the second groove 62b only needs to have a region where the gas channel 60b is deep and formed with a narrow width. It does not necessarily have to be formed on the bottom surface of the first groove 62b. Further, the second groove 62b formed on the side surface of the first groove 61b is not necessarily formed laterally from the bottom surface of the first groove 61b, and is formed laterally from the vicinity of the center of the side surface of the first groove 61b. Can do. That is, the cross-sectional shape of the gas flow path 60b can be formed in a substantially “convex” shape in the horizontal direction. As shown in FIG. 6B, when the second groove 62b is formed laterally on the side surface of the first groove 61b, the center line in the center in the width direction of the groove (that is, the gas flow path 60b). The length corresponds to the depth (DF) of the gas flow path.
図６（Ｃ）は、第一溝６１ｃの底面に２つの第二溝６２ｃを形成した態様を示している。この実施の形態では第一溝６１ｃの底面に第二溝６２ｃを形成していることから、第一溝６１ｃの底面、即ち第一溝の側面につながる底面と、２つの第二溝６２ｃの間に存在する突条の上面は同一水平面内に存在しているが、必ずしも第一溝６１ｃの底面が同一水平面内に存在する必要は無く、第二溝６２ｃの間に存在する突条の上面までの深さを、他の第一溝６１ｃの底面よりも深く形成したり、又は浅く形成したりすることもできる。更に、２つの第二溝６２ｃの断面形状は必ずしも同じである必要は無く、何れか一方の溝を深くしたり、幅広く形成することもでき、また２つの第二溝６２ｃを相似形に形成することもできる。 FIG. 6C shows an embodiment in which two second grooves 62c are formed on the bottom surface of the first groove 61c. In this embodiment, since the second groove 62c is formed on the bottom surface of the first groove 61c, the bottom surface of the first groove 61c, that is, the bottom surface connected to the side surface of the first groove, and the two second grooves 62c. The upper surface of the ridges existing in the first groove 61c is present in the same horizontal plane, but the bottom surface of the first groove 61c is not necessarily present in the same horizontal plane, up to the upper surface of the ridges existing between the second grooves 62c. The depth can be formed deeper than the bottom surface of the other first groove 61c or can be formed shallower. Furthermore, the cross-sectional shapes of the two second grooves 62c do not necessarily have to be the same, either one of the grooves can be deepened or widely formed, and the two second grooves 62c are formed in a similar shape. You can also.
図６（Ｄ）は、上記図６（Ｃ）に示したような２つの第二溝６２ｄを、それぞれ第一溝６１ｄの側面寄りに形成し、ガス流路６０ｄの断面形状を略逆向き「凹」字状とした態様を示している。特に、この実施の形態では第二溝６２ｄの間に存在する突条の上面が第一溝６１ｄの底面となる。特に２つの第二溝６２ｄの断面形状は必ずしも同じである必要は無く、何れか一方の溝を深くしたり、幅広く形成することもでき、また２つの第二溝６２ｄを相似形に形成することもできる。特に、２つの第二溝６２ｄの深さをそれぞれ異ならせた場合には、両溝間に存在する突条の高さは、２つの第二溝６２ｄの間において異なることになる。 In FIG. 6D, two second grooves 62d as shown in FIG. 6C are formed near the side surfaces of the first groove 61d, and the cross-sectional shape of the gas flow path 60d is substantially reversed. The aspect made into "concave" character shape is shown. In particular, in this embodiment, the upper surface of the protrusion existing between the second grooves 62d is the bottom surface of the first groove 61d. In particular, the cross-sectional shapes of the two second grooves 62d do not necessarily have to be the same, either one of the grooves can be deepened or widely formed, and the two second grooves 62d are formed in a similar shape. You can also. In particular, when the depths of the two second grooves 62d are different from each other, the height of the protrusion existing between the two grooves is different between the two second grooves 62d.
上記図５及び６には、本発明における燃料電池用セパレータ（燃料極側の燃料電池用セパレータ１と酸素極側の燃料電池用セパレータ３）に形成し得るガス流路６０（燃料ガス流路５および酸素ガス流路７）の幾つかの断面形状を示したが、特に第二溝６２の形状は、矩形又は正方形に限らず各種の断面形状にすることができる。 FIGS. 5 and 6 show the gas flow path 60 (the fuel gas flow path 5) that can be formed in the fuel cell separator (the fuel electrode separator 1 on the fuel electrode side and the fuel cell separator 3 on the oxygen electrode side) in the present invention. Although several cross-sectional shapes of the oxygen gas flow path 7) are shown, the shape of the second groove 62 is not limited to a rectangle or a square, but can be various cross-sectional shapes.
また、本実施の形態における燃料電池用セパレータのガス流路（燃料ガス流路５および酸素ガス流路７）６０の底面には、親水性を付与するための処理が施されることが望ましい。このような親水性を付与するための処理としては、例えば、紫外線や赤外線などのエネルギー線をガス流路の底面に照射したり、ガス流路６０の底面に対して化学的処理を施したりすることができる。ここで、ガス流路６０の底面とは、第一溝６１の底面、および第二溝６２の底面であるが、特に前記図６（Ｃ）に示すように、第一溝の側面に横向きの第二溝を形成した場合には、当該第一溝６１の底面と第二溝６２における第一溝の底面側の側面が該当する。 In addition, it is desirable that the bottom surface of the gas flow path (fuel gas flow path 5 and oxygen gas flow path 7) 60 of the fuel cell separator in the present embodiment is subjected to a treatment for imparting hydrophilicity. As processing for imparting such hydrophilicity, for example, energy rays such as ultraviolet rays and infrared rays are irradiated on the bottom surface of the gas flow channel, or chemical treatment is performed on the bottom surface of the gas flow channel 60. be able to. Here, the bottom surface of the gas flow path 60 is the bottom surface of the first groove 61 and the bottom surface of the second groove 62. In particular, as shown in FIG. When the second groove is formed, the bottom surface of the first groove 61 and the side surface of the second groove 62 on the bottom surface side of the first groove correspond to each other.
以上のようなガス流路６０が形成された本実施の形態に燃料電池用セパレータ１（３）では、そのガス流路６０内を水が閉塞することが無くなり、生成水などは、当該溝内を円滑に移動して排出されることになる。また、ガス流路６０自体の開口面積（即ち、第一溝の開口面積）は十分に広く確保されていることから、当該ガス流路６０を流通するガス（燃料ガスおよび酸素）を広い面積で、流速を抑えて供給することができる。その結果、この燃料電池用セパレータ１（３）を使用して形成された燃料電池では、水による流路閉塞やフラッディング等の問題を極力回避し、かつ発電効率も向上した燃料電池となる。 In the fuel cell separator 1 (3) in which the gas flow channel 60 as described above is formed, water is not blocked in the gas flow channel 60, and generated water or the like is not contained in the groove. Will be discharged smoothly. In addition, since the opening area of the gas flow path 60 itself (that is, the opening area of the first groove) is sufficiently large, the gas (fuel gas and oxygen) flowing through the gas flow path 60 can be spread over a wide area. , Can be supplied at a reduced flow rate. As a result, the fuel cell formed using this fuel cell separator 1 (3) is a fuel cell in which problems such as channel blockage and flooding due to water are avoided as much as possible and power generation efficiency is improved.
以下の実施例では、燃料電池用セパレータにおけるガス流路の形状と、当該ガス流路における水の移動具合との関係を確認した。 In the following examples, the relationship between the shape of the gas flow path in the fuel cell separator and the movement of water in the gas flow path was confirmed.
先ず、本実施例では、炭素粉８７重量％、フェノール樹脂１３％となる割合で充分に混合して原料粉とし、この混合した原料粉を、成形金型のキャビティに均等になるように投入（充填）し、金型温度を１７０〜１７５℃に設定し、プレス装置により１２５ＭＰａの圧力を加圧速度１５００ｋＮ／ｍｉｎで作用させて押し固め、押し固めたものを金型から取り出して試験片を形成した。形成した試験片は、断面形状が矩形であって以下の表１に示す幅および深さの溝を形成した試験片と、図５に示した形状において、第一溝の幅（W１）と深さ（Ｄ１）および第二溝の幅（W２）と深さ（Ｄ２）を以下の表２に示す大きさに調整した試験片である。なお、この表２に示した大きさの溝形状を、図７に示す。 First, in this example, carbon powder 87% by weight and phenol resin 13% are mixed thoroughly to obtain a raw material powder, and the mixed raw material powder is put into a mold cavity evenly ( The mold temperature is set to 170 to 175 ° C., and the pressure of 125 MPa is applied at a pressurization speed of 1500 kN / min by a pressing device and the mold is pressed. did. The formed test piece has a rectangular cross section and a test piece in which grooves having the width and depth shown in Table 1 below are formed, and in the shape shown in FIG. 5, the width (W1) and depth of the first groove. This is a test piece in which the thickness (D1) and the width (W2) and depth (D2) of the second groove are adjusted to the sizes shown in Table 2 below. The groove shape having the size shown in Table 2 is shown in FIG.
そして、ＪＩＳ Ｌ１９０７の試験方法を応用して、この試験片を常温・常圧下で純水に鉛直に浸し、各溝内を通って水面から上昇した水の高さ（水面からの高さ）を測定した。その結果を、以下の表１及び２、並びに図８に示す。
この実施例の結果から、ガス流路の延伸方向に交差する断面内に、幅が狭く、かつ深い溝（即ち第二溝）が存在することにより、水は高い位置まで上昇することが確認された。このことから、同じような形状のガス流路を燃料電池用セパレータに形成することにより、ガス流路内における水の移動が円滑になり、水による流路閉塞やフラッディング等の問題を回避できることが確認された。 From the results of this example, it is confirmed that the water rises to a high position due to the presence of a narrow and deep groove (that is, the second groove) in the cross section intersecting the extending direction of the gas flow path. It was. Therefore, by forming a gas channel having the same shape in the fuel cell separator, water can be smoothly moved in the gas channel, and problems such as channel blockage and flooding due to water can be avoided. confirmed.
この実施例では、第二溝の形状および大きさによる親水性の違いを確認するために、表３に示す大きさの四角形の溝を形成した試験片、および表４に示す大きさの台形の溝を形成した試験片について、実施例１と同じ実験を行った。その結果を、以下の表３及び４、並びに図９及び１０に示す。
この実施例の結果から、溝の断面積は０．０５ｍｍ２程度が最適であり、この幅を超えても吸水高さ大幅な向上は得られない事が確認された。 From the results of this example, it was confirmed that the cross-sectional area of the groove is optimally about 0.05 mm 2 , and it is not possible to obtain a significant improvement in the water absorption height beyond this width.
１ 燃料極側の燃料電池用セパレータ
３ 酸素極側の燃料電池用セパレータ
５ 燃料ガス流路
７ 酸素ガス流路
４０ 燃料電池本体
５０ 単位セル
５１ 電解質膜
５２ 燃料極
５３ 拡散層
５４ 酸素極
５５ 拡散層
６０ ガス流路
６１ 第一溝
６２ 第二溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell separator on the fuel electrode side 3 Fuel cell separator on the oxygen electrode side 5 Fuel gas flow path 7 Oxygen gas flow path 40 Fuel cell body 50 Unit cell 51 Electrolyte membrane 52 Fuel electrode 53 Diffusion layer 54 Oxygen electrode 55 Diffusion layer 60 Gas channel 61 First groove 62 Second groove
Claims (5)
当該ガス流路における壁面及び底面の少なくとも何れかの面が多段形状に形成されている、燃料電池用セパレータ。 A fuel cell separator in which a gas flow path is formed on the surface of a substrate,
A separator for a fuel cell, wherein at least one of a wall surface and a bottom surface of the gas flow path is formed in a multistage shape.
当該ガス流路は、基板の表面から窪んでいる第一溝と、当該第一溝内に設けられた１つ又は２つ以上の第二溝とからなる、燃料電池用セパレータ。 A fuel cell separator in which a gas flow path is formed on the surface of a substrate,
The gas channel is a fuel cell separator including a first groove recessed from the surface of the substrate and one or more second grooves provided in the first groove.
当該ガス流路を構成する溝の底面には、当該溝の底面から上方に向かって延びる１つ又は２つ以上の突条を形成することにより、当該溝内の底面側に第二溝を区画している請求項１〜３の何れか一項に記載の燃料電池用セパレータ。 A fuel cell separator in which a gas flow path is formed on the surface of a substrate,
By forming one or more protrusions extending upward from the bottom surface of the groove on the bottom surface of the groove constituting the gas flow path, a second groove is defined on the bottom surface side in the groove. The fuel cell separator according to any one of claims 1 to 3.
前記電解質層上に形成された電極と、
前記電解質層および前記電極と共に積層され、前記電極との間で、電気化学反応に供される反応ガスが流れるガス流路を形成するセパレータとからなり、
当該セパレータとして請求項１〜４の何れか一項に記載のセパレータが使用されている燃料電池。 An electrolyte layer;
An electrode formed on the electrolyte layer;
It is laminated together with the electrolyte layer and the electrode, and comprises a separator that forms a gas flow path through which a reaction gas used for an electrochemical reaction flows between the electrode and the electrode,
A fuel cell in which the separator according to any one of claims 1 to 4 is used as the separator.
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